Spring之AOP原理详解

链接上一篇：spring框架组件分析

概念

AOP

spring用代理类包裹切面，把他们织入到Spring管理的bean中。也就是说代理类伪装成目标类，它会截取对目标类中方法的调用，让调用者对目标类的调用都先变成调用伪装类，伪装类中就先执行了切面，再把调用转发给真正的目标bean。

实现原理

好，现在我们说说实现原理，其实很简单。

AOP

要了解 Spring 的 AOP 就必须先了解的动态代理的原理，因为 AOP 就是基于动态代理实现的。动态代理还要从 JDK 本身说起。

动态代理的实现原理

在 Jdk 的 java.lang.reflect 包下有个 Proxy 类，它正是构造代理类的入口。这个类的结构如下：

从上图发现绿色小锁的四个是公有方法。而第二个方法 newProxyInstance 就是创建代理对象的方法。这个方法的源码如下：

Proxy. newProxyInstance

   public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
                                          Class<?>[] interfaces,
                                          InvocationHandler h)
        throws IllegalArgumentException
    {
        Objects.requireNonNull(h);

        final Class<?>[] intfs = interfaces.clone();
        final SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
        if (sm != null) {
            checkProxyAccess(Reflection.getCallerClass(), loader, intfs);
        }

        /*
         * Look up or generate the designated proxy class.
         */
        Class<?> cl = getProxyClass0(loader, intfs);

        /*
         * Invoke its constructor with the designated invocation handler.
         */
        try {
            if (sm != null) {
                checkNewProxyPermission(Reflection.getCallerClass(), cl);
            }

            final Constructor<?> cons = cl.getConstructor(constructorParams);
            final InvocationHandler ih = h;
            if (!Modifier.isPublic(cl.getModifiers())) {
                AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() {
                    public Void run() {
                        cons.setAccessible(true);
                        return null;
                    }
                });
            }
            return cons.newInstance(new Object[]{h});
        } catch (IllegalAccessException|InstantiationException e) {
            throw new InternalError(e.toString(), e);
        } catch (InvocationTargetException e) {
            Throwable t = e.getCause();
            if (t instanceof RuntimeException) {
                throw (RuntimeException) t;
            } else {
                throw new InternalError(t.toString(), t);
            }
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            throw new InternalError(e.toString(), e);
        }
    }

三个参数：

• ClassLoader，用于加载代理类的 Loader 类，通常这个 Loader 和被代理的类是同一个 Loader 类。
• Interfaces，是要被代理的那些那些接口。
• InvocationHandler，就是用于执行除了被代理接口中方法之外的用户自定义的操作，他也是用户需要代理的最终目的。用户调用目标方法都被代理到 InvocationHandler 类中定义的唯一方法 invoke 中。

下面还是看看 Proxy 如何产生代理类的过程，他构造出来的代理类到底是什么样子？

其实从上图中可以发现正在构造代理类的是在 ProxyGenerator 的 generateProxyClass 的方法中。ProxyGenerator 类在 sun.misc 包下，感兴趣的话可以看看他的源码。

假如有这样一个接口，如下：
SimpleProx

public interface SimpleProxy { 

    public void simpleMethod1(); 

    public void simpleMethod2(); 

}

生成的类结构如下：
$Proxy2 类

public class $Proxy2 extends java.lang.reflect.Proxy implements SimpleProxy{ 
    java.lang.reflect.Method m0; 
    java.lang.reflect.Method m1; 
    java.lang.reflect.Method m2; 
    java.lang.reflect.Method m3; 
    java.lang.reflect.Method m4; 

    int hashCode(); 
    boolean equals(java.lang.Object); 
    java.lang.String toString(); 
    void simpleMethod1(); 
    void simpleMethod2(); 
}

这个类中的方法里面将会是调用 InvocationHandler 的 invoke 方法，而每个方法也将对应一个属性变量，这个属性变量 m 也将传给 invoke 方法中的 Method 参数。整个代理就是这样实现的。

实现AOP

从前面代理的原理我们知道，代理的目的是调用目标方法时我们可以转而执行 InvocationHandler 类的 invoke 方法，所以如何在 InvocationHandler 上做文章就是 Spring 实现 Aop 的关键所在。

Spring 的 Aop 实现是遵守 Aop 联盟的约定。同时 Spring 又扩展了它，增加了如 Pointcut、Advisor 等一些接口使得更加灵活。

下面是 Jdk 动态代理的类图：

上图清楚的显示了 Spring 引用了 Aop Alliance 定义的接口。姑且不讨论 Spring 如何扩展 Aop Alliance，先看看 Spring 如何实现代理类的，要实现代理类在 Spring 的配置文件中通常是这样定一个 Bean 的，如下：

配置代理类 Bean

<bean id="testBeanSingleton" 
    class="org.springframework.aop.framework.ProxyFactoryBean">
    <property name="proxyInterfaces">
        <value>
            org.springframework.aop.framework.PrototypeTargetTests$TestBean
        </value>
    </property>
    <property name="target"><ref local="testBeanTarget"></ref> </property>
    <property name="singleton"><value>true</value></property>
    <property name="interceptorNames">
        <list>
            <value>testInterceptor</value>
            <value>testInterceptor2</value>
        </list>
    </property>
</bean>

配置上看到要设置被代理的接口，和接口的实现类也就是目标类，以及拦截器也就在执行目标方法之前被调用，这里 Spring 中定义的各种各样的拦截器，可以选择使用。

下面看看 Spring 如何完成了代理以及是如何调用拦截器的。

前面提到 Spring Aop 也是实现其自身的扩展点来完成这个特性的，从这个代理类可以看出它正是继承了 FactoryBean 的 ProxyFactoryBean，FactoryBean 之所以特别就在它可以让你自定义对象的创建方法。当然代理对象要通过 Proxy 类来动态生成。

下面是 Spring 创建的代理对象的时序图：

Spring 创建了代理对象后，当你调用目标对象上的方法时，将都会被代理到 InvocationHandler 类的 invoke 方法中执行。在这里 JdkDynamicAopProxy 类实现了 InvocationHandler 接口。

下面再看看 Spring 是如何调用拦截器的，下面是这个过程的时序图：

以上所说的都是 Jdk 动态代理，Spring 还支持一种 CGLIB 类代理，下次再去学习。

---

学习自《深入分析 Java Web 技术内幕》，还望各位多多指导。